Android ble (藍(lán)牙低功耗) 中的坑和技巧

一、如何定義ble中service uuid?

  • 藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范里面定義了很多已經(jīng)定義過的service uuid,如果沖突了會(huì)造成很多意外的問題。
  • 藍(lán)牙的service uuid的格式如下
    UUID.fromString("00001234-0000-1000-8000-00805f9b34fb")
  • 在Android可以簡(jiǎn)單的采用這個(gè)原則:1艺智、利用這個(gè)字符串【00002903-0000-1000-8000-00805f9b34fb】用第5-8位的數(shù)字做變化,其他數(shù)字保持不變圾亏。比如
    UUID.fromString("00007777-0000-1000-8000-00805f9b34fb")
    UUID.fromString("00009999-0000-1000-8000-00805f9b34fb")

二十拣、ble中心設(shè)備開啟掃描,設(shè)置所關(guān)心的serviceuuid志鹃。

bluetoothLeScanner = mBluetoothAdapter.getBluetoothLeScanner();
        List<ScanFilter> filters = new ArrayList<>();
       ScanFilter filter = new ScanFilter.Builder().setServiceUuid(ParcelUuid.fromString("00007777-0000-1000-8000-00805f9b34fb");)
                .build();
        filters.add(filter);
        ScanSettings scanSettings = new ScanSettings.Builder()
                .setScanMode(ScanSettings.SCAN_MODE_LOW_LATENCY)
                .build();
        bluetoothLeScanner.startScan(filters, scanSettings, scanCallback);

new ScanFilter.Builder().setServiceUuid(ParcelUuid.fromString("00007777-0000-1000-8000-00805f9b34fb");

三夭问、ble外圍設(shè)備可以在廣播的時(shí)候設(shè)定AdvertiseData的magic number【manufacturerId 和 manufacturerSpecificData】。這樣即使定義service uuid跟別人的有沖突曹铃,也可以在中心過濾該magic number來找到符合自己需求的外圍設(shè)備

  • 外圍構(gòu)建AdvertiseData
AdvertiseData.Builder()
                .setIncludeDeviceName(true)
                .addServiceUuid(ParcelUuid.fromString("00007777-0000-1000-8000-00805f9b34fb"))
                .addManufacturerData(0x7777, new byte[]{0x07, 0x07})
                .build();
  • 中心處理AdvertiseData中的
final ScanCallback scanCallback = new ScanCallback() {
        @Override
        public void onScanResult(int callbackType, ScanResult result) {
            super.onScanResult(callbackType, result);
            ScanRecord scanRecord = result.getScanRecord();
            SparseArray<byte[]> mandufacturerData = scanRecord.getManufacturerSpecificData();

此時(shí)可以根據(jù)mandufacturerData來匹配自己設(shè)定的外圍設(shè)備

四缰趋、什么時(shí)候ble的中心和外圍才算真正的連接上?(可以開始傳輸數(shù)據(jù)了)

在BluetoothGattCallback中的關(guān)于此問題有三步回調(diào)
1陕见、public void onConnectionStateChange(BluetoothGatt gatt, int status, int newState)

  • 這是ble中心和外圍連接后秘血,最先觸發(fā)的回調(diào)。newstate等于BluetoothProfile.STATE_CONNECTED僅僅表示中心設(shè)備連接上了评甜,這個(gè)時(shí)候需要去調(diào)用BluetoothGatt去發(fā)現(xiàn)服務(wù)灰粮。

  • 注意case1,在new state為BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED時(shí)忍坷,務(wù)必關(guān)掉BluetoothGatt粘舟,因?yàn)槊看握{(diào)用mBluetoothGatt = device.connectGatt(SpeakerApp.appContext, false, mGattCallBack);都會(huì)生成新的對(duì)象红柱,而不會(huì)去主動(dòng)關(guān)閉老的對(duì)象

  • 注意case2,133問題蓖乘,iPhone 和 某些Android手機(jī)作為旁支會(huì)出現(xiàn)藍(lán)牙初始連接就是133,此情況下應(yīng)該立刻重新掃描連接韧骗。133問題鏈接

//iPhone 和 某些Android手機(jī)作為旁支會(huì)出現(xiàn)藍(lán)牙初始連接就是133嘉抒,此情況下立刻重試 
            if (status == 133) {
                RLog.d(TAG, "發(fā)生設(shè)備初始連接133情況,需要重新掃描連接設(shè)備");
                mBluetoothGatt.close();
                //E郾P┦獭!需要去增加代碼進(jìn)行重新掃描重連
                return;
            }
            if (newState == BluetoothProfile.STATE_CONNECTED) {
                mBluetoothGatt = gatt;
                mBluetoothGatt.discoverServices();
            } else if (newState == BluetoothProfile.STATE_DISCONNECTED) {
                mBluetoothGatt.close();
                mBluetoothGatt = null;
            }

2政模、 public void onServicesDiscovered(BluetoothGatt gatt, int status)
mBluetoothGatt.discoverServices()執(zhí)行后得到的callback岗宣,如果狀態(tài)為GATT_SUCCESS,則可以獲取ble旁支發(fā)起廣播的service和descriptor淋样,把廣播設(shè)為enable

mCharacteristic = service.getCharacteristic(UUID.fromString("00007770-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
                if (mCharacteristic == null) {
                    RLog.e(TAG, "Can't find target characteristic.");
                    return;
                }
                gatt.setCharacteristicNotification(mCharacteristic, true);
                BluetoothGattDescriptor descriptor = mCharacteristic.getDescriptor(UUID.fromString("00007777-0000-1000-8000-00805f9b34fb"));
                descriptor.setValue(BluetoothGattDescriptor.ENABLE_NOTIFICATION_VALUE);
                gatt.writeDescriptor(descriptor);

3耗式、public void onDescriptorWrite(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattDescriptor descriptor, int status)
只有這一步status == BluetoothGatt.GATT_SUCCESS,才可以真正的傳輸數(shù)據(jù)趁猴,如果在第一步或者第二步就開始傳輸數(shù)據(jù)刊咳,會(huì)在某些特定的case下導(dǎo)致未知的bug或者空指針錯(cuò)誤

所以,在中心設(shè)備跟外圍開始連接后儡司,你可以設(shè)定一個(gè)超時(shí)時(shí)間娱挨,在超時(shí)時(shí)間過后,依然沒能回調(diào)onDescriptorWrite并獲得BluetoothGatt.GATT_SUCCESS捕犬,則此次過程失敗跷坝,你可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行重連或者提示錯(cuò)誤

五、mtu-20字節(jié)問題

mtu20的來源:GATT是基于ATT Protocol的碉碉,而它的 core spec里面定義了ATT的默認(rèn)MTU為23個(gè)bytes柴钻,除去ATT的opcode一個(gè)字節(jié)以及ATT的handle2個(gè)字節(jié)之后,剩下的20個(gè)字節(jié)便是留給GATT的了

如果要傳輸大于20字節(jié)的數(shù)據(jù)怎么辦垢粮?

1顿颅、 系統(tǒng)mtu可以支持修改到512字節(jié),完成大數(shù)據(jù)量的傳輸足丢。但是由于涉及到中心和旁支都需要修改粱腻,會(huì)造成很大的局限性和底層修改量,而且會(huì)觸發(fā)比如某些設(shè)備第一次修改不生效斩跌,另一個(gè)設(shè)備一次連接中只能修改一次等bug绍些,非常不可取,十分不建議耀鸦。

2柬批、分包傳輸啸澡,自己設(shè)計(jì)協(xié)議分包傳輸是最可取的方案,需要注意的是在分包后氮帐,每一個(gè)包之間寫入數(shù)據(jù)需要設(shè)置間隔嗅虏,比如100ms。

六上沐、寫數(shù)據(jù)之前做校驗(yàn),判斷獲取的characteristic是否滿足可讀皮服,可廣播,或者需要回復(fù)等約定参咙。

  return ((characteristic.getProperties() & BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_WRITE) > 0 ||
                (characteristic.getProperties() & BluetoothGattCharacteristic.PROPERTY_WRITE_NO_RESPONSE) > 0);

七龄广、丟數(shù)據(jù)包問題

在做好5和6的基礎(chǔ)上,依然會(huì)在一些設(shè)備上出現(xiàn)蕴侧,由于系統(tǒng)原因择同,ble剛開始的發(fā)送第一個(gè)數(shù)據(jù)出現(xiàn)丟包,請(qǐng)對(duì)此做出特殊處理净宵。

八敲才、解析數(shù)據(jù)

  • 中心端mtu分包發(fā)給外圍后,外圍可以在
    public void onCharacteristicWriteRequest(BluetoothDevice device, int requestId, BluetoothGattCharacteristic characteristic, boolean preparedWrite, boolean responseNeeded, int offset, byte[] value) 接收到數(shù)據(jù)并還原成原始數(shù)據(jù)

  • 外圍端mtu分包發(fā)給中心端后择葡,中心端可以在 public void onCharacteristicChanged(BluetoothGatt gatt, BluetoothGattCharacteristic characteristic) 接收到數(shù)據(jù)并還原成原始數(shù)據(jù)

  • 注意归斤,對(duì)于一些藍(lán)牙設(shè)備,總有一些特殊的狀態(tài)刁岸,對(duì)于接受到的數(shù)據(jù)一定要進(jìn)行正確性校驗(yàn)

九脏里、other坑

  • ble中的PROPERTY_WRITE_NO_RESPONSE不可信任,google的有些版本并沒有去讀取這個(gè)屬性值虹曙,而是直接設(shè)置為需要résponse迫横,穩(wěn)妥的方式最好設(shè)置為必須回復(fù)

  • 在項(xiàng)目中如果有多個(gè)ble或 ble + 經(jīng)典藍(lán)牙連接,在一些臨界情況(比如設(shè)備重啟酝碳,crash閃退重啟)矾踱,a ble連接可能需要移除b ble(或 b經(jīng)典藍(lán)牙)連接產(chǎn)生的設(shè)備,否則會(huì)導(dǎo)致a ble一直連接不上疏哗。

 BluetoothDevice remoteDevice = mBluetoothAdapter.getRemoteDevice("另一個(gè)ble 或者 藍(lán)牙設(shè)備mac值");
                    if (remoteDevice.getBondState() == BluetoothDevice.BOND_BONDED) {
                        try {
                            Method removeBond = remoteDevice.getClass().getDeclaredMethod("removeBond");
                            removeBond.invoke(remoteDevice);
                            RLog.d(TAG , "成功移除系統(tǒng)bug");
                        } catch (Exception e) {
                            RLog.e(TAG , "反射異常");
                        }
                    }
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